Effizienzsteigerung im Spül- und Speisesystem von geschlossenen Hydraulikkreisen

Das Antriebssystem des hydrostatisch geschlossenen Kreises wird in mobilen Maschinen vielfach verwendet. Bei diesem Hydrauliksystem wird das Arbeitsmedium nach Durchströmen des Motors direkt zurück zur Pumpe gefördert. Eine weitere Pumpe übernimmt den Volumenausgleich der Leckage und des Spülvolumens zur Wärmeabfuhr. Zum Zwecke der Kavitationsvermeidung und zur Dynamikverbesserung wird der Niederdruck mit Ventilen vorgespannt. Die Auslegung dieses Spül- und Speisesystems erfolgt pauschal anhand kritischer Betriebspunkte. Diese liegen beispielsweise in schnellen Lastwechseln mit Wechsel der Hoch- und Niederdruckseite und in hoher Drehzahl mit hoher Wärmeentwicklung. Der tatsächliche Bedarf kann davon maschinen- und anwendungsabhängig deutlich abweichen. In dieser Divergenz liegt ein energetisches Aufwertungspotential am geschlossenen Hydraulikkreis. Es werden energetische Aufwertungsmöglichkeiten hinsichtlich des Spül- und Speisesystems untersucht. Bekannte Ansätze aus dem Stand der Technik werden weiter ausgearbeitet und analysiert. Dabei werden auch rekuperative Ansätze berücksichtigt, die neben einer Bedarfsanpassung auch das vorliegende Leistungspotential der Spülung zur Effizienzsteigerung nutzen. Besonderheit ist ein elektrisch-hydraulisches Spülsystem, welches den Spülvolumenstrom und -druck schnell einregeln kann. Mittels physikalischer Modelle werden in theoretischer Form die Einflussgrößen des elektrisch gekoppelten Spülsystems herausgestellt. Die Systeme werden anhand der Beispielanwendung Radladerfahrantrieb am Versuchsstand sowie im Simulationsmodell aufgebaut und untersucht. Der Untersuchungsraum umfasst bedarfsgeregelte Systeme, rekuperative Systeme und Kombinationen aus beiden.